有轨电车报搞概论

1一、现代有轨电车的定义有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。二、现代有轨电车的功能2.1有轨电车的演变历史中城市首选的公共交通方式;也经历了全世界范围内的拆除之风,轨电车在城市交通中扮演何种角色,都是关乎现代有轨电车功能题。2.2有轨电车的兴起与蓬勃发展merVonsiemens)在柏林工业博览会上,展示了世界上第一辆实用1把市内的有轨马车线路改建成电气化的有轨电车线路,而成为世内,美国的有轨马车线路都快速地改造成有轨电车线路,至1895国全部城市客运总量的88%。在欧洲,有轨电车也以惊人的速度日本的发展比欧美则晚月`从上海英租界静安寺一外滩开出了第一辆有轨电车。在我国沈阳、鞍山等城市和香港也都相继建成有轨电车线路,并成为城轨电车于1908年2月开通,到电车系统建成比上海稍12.3现代有轨电车应用实例与功能定位现代有轨电车在世界范围内的应用实例众多,各种类型的城市中线路的分布有一定的律性:在人口众多,市区内地铁系统发达的大城市,有轨电车线路一般不进入至市中心,往往是在郊区与中心城区相切或者全部位于某个卫星城内;在中车应用的实例及其在城市公共交通网络中发挥的作用,将其(l)在有地铁系统的大型城市,作为地铁网的加密线,将多条地铁线在城市近郊串联。图2.2为巴黎市现代有轨电车与1巴黎轨道交通示意图(T4线位于Tl线东侧,本图略)实现此种功能的线路一般有以下特点:(a)沿线分布着多条地铁线路的车站,各个换乘站间的客流需求适中,适合现代有轨电车的运能发挥。(b)线路分散于城市周边,有轨电车线路间的联系甚少,因此可采用不同制式的有轨电车系统(例如法国的TI、TZ、T4(c)线路与地铁系统的换乘方便,车站一般临近地铁的出(d)由于线路位于城市近郊,可以利用既有铁路线改造等方式建成以降低成本,同时线路的路权等级及平均旅行速度(2)服务于大城市周边的卫星城(新城)的内部交通。如图12.3所示,红框内的范围标识出服务于敦市的卫星城Cro对on的三条有轨电车线路。其中一条线路的起点接驳于地铁District线的终点站,实现城内与伦敦中心城区的交通联系;3公交车接驳,整个有轨电车网络中形成了众多中等规模的公交枢纽。实现此种功能的线路一般有以下特点:(a)现代有轨电车作为卫星城(新城)内的公共交通骨干,主要解决区内交通问题。对于发展中的卫星城(新城),还将产生(b)现代有轨电车在城内形成一定的网络规模,资源(车辆段、运营组织人员)得到充分利用,比单条或相隔较远的几条线路的效率高。(c)城内有轨电车线网中至少有一条线路与中心城区的地铁线路接驳,沟通卫星城与中心城区的联系。交的天津现代有轨电车泰达一号线以及规划中的上海张江现代有轨电车一期工程就是这种类型,线路的起点接驳于轻轨或地铁车站,线路向郊区方向延伸。对于线网规划中的第一条线路,接驳地铁、1铁、轻轨系统强大的客流集聚能力往往造成郊区车站大量的客流集散量,而服务能力高于常规公交的现代有轨电车可将更多的乘客以更快的速度接驳、运送至远郊。但由于现代有轨电车系统的特性,仅一条线路无法体现出其规模效益,相反导致其运营成本远高于常规公交系统,因此需要逐步完善该区域内的有轨电车网络,使现代有轨电车最终实现大城市周边的卫星城(新城)公交骨干的功能。城市,现代有轨电车往往成为城市的骨干交通模式,线路几乎电车线网,为明显的放射型,线路从市中心向郊区辐射,它所起的作用相当于大城市的地铁系统。此类中小城市的中心城区的客运需求比大城市的中心城区小,一般客流量不超过5万代有轨电车的功能与大城市外围卫星城的现代有轨电车线路有相似之处,一般有以下特点:(a)现代有轨电车在城内形成一定的网络规模,成为公共交通骨干,线路一般在市中心密集并向郊区放射,串联城内大型的客流集散点,例如火车站、大型社区等等。(b)现代有轨电车在城内形成一定的网络规模,资源(车辆段、运营组织人员)得到充分利用。(c)网络中有部分线路共线运营,共线区段虽在一定程度1上成为制约系统功能的瓶颈,但也为各线路间提供了最便捷汽车驾驶者换乘电车进入市中心。(5)特殊功能的有轨电车线路。近年,欧洲发展出了许多新的有轨电车运营模式,有着特殊的功能定位:①与国铁线共线运营(Tram一train模式)开通于1992年的卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)至布赖藤(Bretten)的G6lhausen线,是世界上最早使用双流制电车与国铁线路共线运营的现代和电流来供电,车辆上装备变压器和整流器,能将干线铁路使用的较高电压(如15kV)交流电转变成有轨电车使用的较低电1压(如75Ov)直流电,这就使得有轨电车能够在干线铁路的轨有轨电车与国铁共线运营的线路图,由此可以总结出此类现代有轨电车的特点:、一'详(a)花费较少的基础设施建设费将现代有轨电车的服务(b)增加了郊区火车站与市区的联系,使两地间实现了快(c)增加了不同国铁线路间的联系。(d)车辆由于牵引系统较为复杂,此外还需在国铁车站停靠,因此不是100%低地板车辆。在市区内的车站若为低站台,则乘客上下车有所不便,车站若为高站台则会影响城市景观1②货运有轨电车(cargo一tram模式)近年来,在德国德累斯顿、瑞士苏黎世开通了专用于货物运输的有轨电车线路。前者专门为大众公司运输制造汽车的配件及原材料,后者负责运送城市内的垃圾。它们都是由旧式有轨电车或国铁线路改造而来,线路的经过了降噪、加固等措施,更加适合货物运输的需求;同时采用的货运有轨电车车辆是技术性能较高的新型车辆(德累斯顿),因此本文将货运也算作现代有轨电车一种货运有轨电车有以下特点:(a)轨道修建至厂房、堆场,实现了点对点的运输。(b)运输能力强,尤其是可以运输道路不便运输的重型、大(c)与重型货车相比,节约能源、降低排放且大大减少了重2.4现代有轨电车的运能与速度现代有轨电车的功能主要体现在运输能力和运输的便捷、快速性两个方面,正是这两个功能特点与城市交通需求吻合,并决定了该层次的公共交通模式能够在地铁等大运量轨道交通与小运量的常规公交间占有一席之地。现代有轨电车的运能：运能体现了公交方式运输旅客的系统容量,它对应于线路高峰小时断面的最大客流量,只有系统的运能大于客流时,该种系统刁`适用于这条线路。现代有轨电车的运能的计算公式:C“PxL(2.1)其中:C一系统单方向最大运能,单位人/h。P一单列车载客量,单位人。L一线路的列车通过能力,单位对1爪(或单方向列车通过能力2.3.1.,载客量单列车的载客量主要与车辆的编组形式以及乘客能够接受的最大拥挤度有关。后者决定了计算载客量时所取的单位面积站立乘客数的参数。现代有轨电车的编组很灵活,短则2节单铰,最长则可达6节编组,单列车的载客量可以有非常大的灵活性,在规划线路时可综合考虑客流需求与运营的服务水平选择合适编组的车1由于城市道路的限制、现代有轨电车的站台的长度不宜过长,因此现代有轨电车的编组一般不超过6节,车辆的总长也会与上表所列数值有所差异,但在分析系统运能时按照超常荷载来计算,可将现代有轨电车的载客量定为200~500人位为对1爪,通常以最小发车间隔(最短车头时距)来表示通过能力,显然最小发车间隔的含义为列车通过能力的倒数。对于现代有轨电车而言,影响其最小发车间隔的因素很多,包括车辆控制与信号方式、交叉口的信号处理、列车制动性能、车站的停现代系统中,交叉口和折返不应该成为限制列车最小发车间Zmin。但是,实际情况中如此小的发车间隔在交叉口处可能会以利用式(2.2)〔'4]计算:其中:nos一路面运营段最小列车间隔(s);g一有效绿灯时间(S),反映了路面停车、行人移动(只在混合交通中)产生的减少性影响以及交通信号优先带来的任何影响;C一最长停站时间处的周期(s);c,nax一路面运营段最长周期(s);勺一停站时间(s);tc一列车之间的净间隔(S);由列车之间最小净距离(一般是15一205或者信号周期时间)以及列车完全驶离车站的时间的标准正态变量,如表2.4所cv一停站时间变化系数(路面运行的现代有轨电车取60%)。假设线路沿城市次干道运行,未经过车流量很大的大型交叉口,cma、为905,经过其他参数不+(g/C)td+Zc、,td(g/C)值才大于2Cmax,此种情况实际中也较少行的最小发车间隔是最长交通信号周期的两倍示;运能范围：按式(2.2)将上两小节分析得到的列车载客量与列车通过能力相乘,得到现代有轨电车的运能范围,列于表2.5。1由上表可知,按照理论的最小发车间隔Zmin,现代有轨电车的运能可达到6000一15000人爪,而实际应用中的运能一标准》规定的中运能的轨道交通1一3万人次瓜的单方向小时断面客流输送能力小,因此按照系统容量可将现代有轨电车定位于中低运能的城市轨道交通或城市快速公交系统。现代有轨电车的速度：速度体现了公共交通运输乘客的快捷性,现代有轨电车站间距比较密集,同时又经常遇到道路交叉口,以多快的速度到达目的地往往是乘客最为关心的问题,因此平均旅行速度直接影响到公交方式的适用性及受欢迎程度。平均旅行速度的计算公式为:1其中:S一线路长度t一由起点至终点的总行程时间,其主要由如下几部分组ts一车辆匀速行驶时间ta一车辆加速行驶时间td一车辆减速行驶时间tc一车辆在交叉口的延误时间(仅指停车时间)tP一车辆在车站的停车时间由式(23)和(2.4)可知,车辆的最高速度仅决定了匀速行驶电车而言,车站的停车时间与交叉口的延误时间对速度的制t。和td。由于以上各影响因素的差异,世界范围内的现代有轨电车平均旅行速度范围在15~3Okln小之间(如表2.6列出的哥德堡市现代有轨电车的平均旅行速度)。1为了更加深入地探讨各个影响因素对现代有轨电车旅行速度的影响,下文假设一条线路(线路具体条件见附录A),通过不同影响因素的分类及分级,从而更详细地分析以上因素对有轨电车平均旅行速度的影响程度。对此线路的计算还需要作如下假设:(a)完全信号优先措施可保证列车无延误地通过交叉口;1部分信号优先的措施可以保证列车在一半数量的交叉口无延误地通过,另一半数量的交叉口同无优先措施的情况。(b)若无优先措施,在任何交叉口都必须按照相同行驶方向的机动车信号通过交叉口。各交叉口的信号周期1205,有轨电车行驶方向的红灯信号805,按照平均到达的概率,将在2/3数量的交叉口产生停车延误,且当有另有1/2数量的交叉(c)现代有轨电车的正常加速度1.2耐s“,正常减速度为h(d)由于车站位于交叉口处,线路转弯(小半径曲线)处的问(e)车辆停车时间根据客流和车门数量有关,车门宽度根据以上假设,按照发车对数为20对的服务水平,在不同的客流量情况下,停车时间计算列于表2.711以上理论计算的结果与哥德堡市现代有轨电车的平均旅行速度基本一致。平均旅行速度还与平均站间距等因素有关,本文设定了线路的具体条件,未对此类影响因素作假设计算,但综合了实例分析和理论计算的结果,笔者认为与道路平交的现代有轨电车系统在平均旅行速度方面可达到的功能1(1)若全天都按照较高的频率发车(本算例为20对瓜),则客流量较小时(非高峰期)的系统平均旅行速度较高峰期提高峰期内的发车间隔也较大,车辆停站时间与高峰期接近,非高峰期的速度与高峰期相比无明显提升。(2)通常采用的部分信号优先的措施可以使现代有轨电车的平均旅行速度达到17一22km瓜,采用完全优先的信号控制方式将提高速度5km爪左右;相反若不采取任何信号优先措施,现代有轨电车的速度为巧~17kn亡h,无法突出体现出快速公交速度方面的优越性三、现代有轨电车的应用技术条件3.1线路技术要求现代有轨电车大多数路段都运营于城市道路之上,其车辆的性能与线路要素的需求都必须与城市道路相轨电车车辆的性能以及由此决定的建设技术条件。13.2车辆性能现代有轨电车应用技术条件中,最为决定性的就是辆自身的限制条件。城市规划、线路规划设计、乘客舒适度要求的制约条件可以有一定的弹性,但车辆性能会受到一定时期的技术条件所制约。因为现代有轨电车这个交通系统的核心是车辆,无论对系统的能力期望有多高,对其制约条件预期有多低,都不能突破当今现代有轨电车车辆所能达到的水平。经过了使用者大量成功经验的积累,己经证明了现代有轨电车可者的不懈努力,车辆的性能也在稳步提升,越来越适应城市道路的环境。表3.1所列出的现代有轨电车的车数代表了较先进车辆的基本性能,其中的一些参数为应用现代有轨电车的技术条件,可供规划设计者参考。表中所列的车辆性能与有轨电车在城市道路上的应用1转弯半径及线路交叉口转弯：现代有轨电车多采用独立轮对的转向架结构,并且其运行速度较之于地铁系统低,因此其车辆可通过的最小平面曲线半径与地铁车辆相比大为减小。现代有轨电车的最小转弯半径是否适合城市道路的形态,主要取决于道路在交叉口转弯处的最小转弯半径的制约。表3.1中显示,现代有轨电车的最小转弯半径为巧一25m,使得其在城市道路上能够实现灵活地转弯,同时还可以大大节省车辆段的用地规模。根据《中华人民共和国行业标准一1现代有轨电车的在交叉口处的转弯半径20m为例,线的有轨电车线路在交叉口转弯处,无需对内侧路缘石车与机动车的转弯轨迹较为接近,机动车会侵入有轨可见,单侧布置式(对称布置式情况相同)的有轨电车线路转弯时必须对交叉口路缘石进行改造,若原街角处的影响,有轨电车停车线和位于交叉口的车站都需要后移至距交叉口较远的位置。1上图中未表述非机动车道的情况,若有轨电车线路转路缘石对线路的制约更小,从有轨电车线路走向而一言是有利的(对交叉口的信号控制和管理不利)。除车辆的最小转弯半径与路缘石的关系外,还必须考虑道路横坡对曲线超高的影响。由于交叉口处的道路横坡一般为中心点最高并向四周倾斜,现代有轨电车轨道与道路标高一致,因此会导致线路在交叉口转弯处可能出现外侧轨道低内侧轨道高的“反向超高”现象的出现,通常无法通过改造交叉口横坡来解决这一问题,因此在线路该段处的限速将更低。(1)直线段限界：现代有轨电车直线段的限界的分为1。通过限界宽度可以分析系统占用的城市道路资源,通过限界高度可以分析城市道路净空与现代有轨电车的相互制约。由于现代有轨电车几的情况,沿线的主要设备就是电杆与接触网,因而平直线路段的建筑限界宽度仅考虑安装电杆的需求即可,本文也仅对现代有轨电车双线的限界进行分析。现代有轨电车车辆宽度从2.1~2.6m不等,限界的尺寸也有较大差异。以法国肠界宽度(行车道宽度)见表3.2。当电杆在线路中间时,现代有轨电车占用的道路资源约为5.8m,而电杆位于因此无论电杆的位置如何布置,选用何种车型,一条双线的有轨电车车道占用的道路空间都小于两条机动车车道的宽度。道路改造时此部分节省出的路幅宽度可用于绿化,或通过对沿线非机动车道、人行道的缩窄,1现代有轨电车车辆限界的高度主要由受电弓的正常工作时的最小收缩和推大抬升高度决定。根据各种车型接触网的高度范围：根据《道路设计规范》的要现代有轨电车的受电弓最低高度小于该值,因此在立交桥等处的净空满足现代有轨电车运行的条件;同时,现代有轨电车的受电弓最大高度大于该值,即接触网下的净空也满足城市道路交通通行的要求1表3.3所示:在小半径曲线段,单线的现代有轨电车限加宽值<0.45m,双线行车道加宽值由于线间距减小的原研究现代有轨电车曲线段的限界加宽重要的意义在于:交叉口处现代有轨电车的车道不能有标线以外的其他1物理隔离措施,因而必须保证在有轨电车有信号通行权时,其他机动车不得侵入有轨电车加宽后的曲线段车道加宽的原因不得不侵入有轨电车行车道时,此方纵断面条件：城市道路对于现代有轨电车的影响主要是纵坡的制约。由于钢轮钢轨间的摩阻系数与胶轮和路面间的相比较小,因此现在有轨电车的爬坡能高的牵引功率以及分散的动力(对于较短的4轴车,也至少有2个动轴),使得有轨电车通过纵坡的能力较传轨电车可通过的最大纵坡多为7%以上,有的车辆甚至可以达到8%以上。参照城市道路纵断面的设计标准,可以了解现代有轨电车运行的最大纵坡是否满足城市1布设于更低等级的城市道路之上,因此可以得出结论,现代有轨电车通过纵坡的能力可以基本满足城市道路的要求。但是城市中立交桥、地道等设施在困难地段出了现代有轨电车的限制。平面曲线半径条件的制约约性对有轨电车的影响更大,通过对道路改造的方式达到有轨电车通行的目的往往需要增加大量的工程量,因此在规划现代有轨电车线路的阶段就需要考虑车辆的性能,将明显超出纵坡限制的路段避开,避免后期采购车辆、线路设计、施工时的重复调整工作3.3路权形式经过分析,现代有轨电车路权形式的范畴为除完全独立路权外的其他形式。但现实情况中,一条线路往往划分为多个路权形式不同的区间,其中有的区间路权等级较低,与多种其他交通方式混行,而有的区间路权等1级较高,甚至达到独立路权的标准,因此完全独立路权分析各种路权形式路权分类：建设一条现代有轨电车线路主要采取完全独立路权：现代有轨电车完全独立的路权形式主要体现在路段的车道独享和交叉口的立交化。这特点:(l)在大多数情况下,为现代有轨电车专用路的形式,(2)线路多为旧铁路线改造而成,而非在既有道路上建设。完全独立路权能够保证现代有轨电车在路段上路权的路段很少,否则其系统制式己经接近轻轨的水半独立路权：半独立路权的现代有轨电车线路最为普遍,在路段中有专用的路权供现代有轨电车运行,立路权有以下特点:(1)线路多为城市道路改造而成,机动车与线路平(2)路段中通常有物理隔离措施将有轨电车车道救车辆)在紧急情况下可以越过隔离措施,运行于有轨指在线路上除有有轨电车运行外,还有其他交通方式运行于有轨电车的车道之上,按照混行交通方式的不同分为以下几种情况:(1)与社会机动车混行:现代有轨电车与机动车混行会大大降低现代有轨电车的旅行速度,而且存在一大,若为独立路权则线路利用率很低,此时可以首先采取混行路权的方式,并为今后改造为独立路权预留出条件。由于各种列车自动控制方式都无法解决混行车道中的机动车造成的突发事件,车辆在与机动车混行的路段中只能采取司机控制列车的方式。同时,这种混行路权需要有完善的针对现代有轨电车的交通法规行的交通现象。在商业区的步行街内只允许现代有轨电车进入,电车与行人共享路权的形式。这种路权形式在慕尼黑、苏在商业区的步行街上运行现代有轨电车并没有与行人和其他机动车辆产生冲突,反而受到了乘客和行人的的欢迎,因为它能够运行于商业区的中心地带,将乘客尽可能运送到目的地,而不需要在步行街的入口处就下车步行过去。车站通常离大型商场的出入口、广场和餐厅较近,一方面这里是人流集散的,另一方面乘客电车运行于商业步行街比其他公交方式更加合适,因(a)与机动车相比,由于车辆精确的运行在既定轨度更高。(b)噪音量相较低,并且由于使用了电力牵引,行驶优点)。采用白色实线划出现代有轨电车运行时的车道,以警示行人,也可以利用不同的地面铺设材料将现代有轨电车行车道和其他商业区域区及行人空间区分开来。为了确保安全,现代有轨电车在欧洲商业区内行驶的(3)与公交车混行:在部分区段,现代有轨电车可与形式的特点有:(a)车站设施共享,方便有轨电车与公交线路间的有轨电车混行的方式是公交车运行于有轨电车车道,公交车有较大的行驶自由度。另一种方式为公交车同样运行于轨道之中,其轨道与现代有轨电车轨道重合,方式中,有轨电车与公交车很难实现超车,各线需严格执行时刻表才'不致互相干扰;同时有轨电车的轨道与轨道槽间的联结强度需经特殊加强处理以应对公交车处长时间的反复荷载。1路权的选择：经过以上对现代有轨电车路权形式特总之,一条现代有轨电车线路的路权形式是多变的,可以根据各个路段的实际道路状况选择对其他交通方式干扰较小的方式,但是有一个准则是必须遵守的,那就是要保证有轨电车优先通行(包括在交叉口和1口的信号控制除完全独立路权不存在平面交叉口外,其他的现代有轨电车线路都与道路平面交叉,在这些交叉口的信号处理方式直接影响现代有轨电车的服务交叉口的优先通行权是现代有轨电车系统的一大特征,只有在极少数情况下(例如横向道路为城市主干道且交叉口流量接近饱和)现代有轨电车才与交叉口机动车信号同步,不享有任何的优先通行权。3.4信号优先种类信号优先并不是指绝对的优先,不是在现代有轨电车到达交叉口时无条件地中断当前信号给予其优先通行权,因为这种优先控制方式对其他相位的机动车定地运转信号优方式先按照控制策略和原则的不同,主要分为完全优先和部分优先两种。完全信号优先措施通过调整一个信号周期内不同相位出现的时间来达(a)早断:当检测器检测到现代有轨电车接近交叉口时,当前有轨电车信号若为红灯,则通过调整信号机时相,为有轨电车提前提供绿灯。(b)迟启:对当前信号为绿灯且己经接近交叉口的1现代有轨电车延长其绿灯时间,使之能够顺利通过交叉口。完全信号优先措施的目的是尽可能地为到达交口的现代有轨电车提供优先通行权,当有轨电车发车间隔较高时会造成信号相位的频繁调整,对同向车流号优先措施不是以现代有轨电车的优先通行为指导原则,而是需要具体的判定是否有优先通行的必要,之后显示给有轨电车驾驶员。判断是否应给予优先权的依:(a)现代有轨电车严格按照时刻表运行,只有当到达交叉口的时刻晚于时刻表的要求时刁`给予信号优(b)高峰时期给予信号优先,其他时段不给予信号优先,鼓励市民乘坐公交出行。(c)权衡现代有轨电车延误于其他机动车的延误,易实现,因此使用范围十分广泛;后一种判断依据以交通系统比,以上判断依据和过程需要信号控制系统提供额外的信息供处理器分析,因而系统更加复杂。上对各种信号优先措施1以及实现方式的分析,将现代有轨电车交叉口信号控制方式特点列于表3.6,以供参考。3.5车道布置除了现代有轨电车专用路外,其他路权形式的现代有轨电车都要与机动车(或非机动车)平行运行于城市道路之上。现代有轨电车车道与机动车道在道路横中央式布置：在四车道或四车道以上的道路上,将有轨电车车道布置于中央的两条车道之上,这种布后在临1便捷性和安全性降低,车站还需要设置安全护栏来保动车的需求,则需要对原路面两侧分别进行加宽改造。单侧布置式：将双线的有轨电车车道布置于道路1动车与行人混动车单行方向一称地该方式有以下方面的优点:一些单线区间,道路现状及规划断面城市综合交通运输能力的影13.6车站布设一定位于道路当中,单侧式和对称式布置对应的车站位于道路一侧。此处具体分析车站沿道路纵向的位置关系,具体包括:车站处占用的道路资源较多,对机动中式车站的应用较少。路中式车站一般应用于以下情它的位置位于站停靠;1能力的)。它一般相交角度类两种车站的典,本文在此不两种车站式布置的线路台。现代有轨分为两种:对称于线路的两,线两侧为人响较小,而不对称侧式站台位于交叉需要多占用一车站的位置来于交叉口信1,特点与长岛式站台,台的站台一样,不度换取了13.7按检票程序分类车站按照检票程序分类,分为封闭式车站和开放为收费区,票检票过程,从而车站处,且适用的车辆种类比较固定,与其他公交方式也较难实现站台的共享。但是这种车站减少了车辆停交车站很相似,形式十分简洁,甚至站台和雨棚就可以组成一个车站,辅以电子信息牌等人性化的设施便可以很好的实现车站的功能。而购票的程序可以通过公13.8现代有轨电车的轨道轨道类型现代有轨电车的轨道类型主要分为两大的工业铁路改造而来。有碴轨道由于有碴道床的存在而不能与其他道路交通共享路权,并且多数线路没有轨道的最大优势就是造价低廉,尤其是由铁路线改造够比较好的满足城市环境的要求。无碴轨道的混凝土1构凸出于上,现代现代有轨电车一种特殊的轨道型式是埋入式轨道,这种轨道将除轨顶之的全部轨道结构都埋入在道路铺面之下,轨顶与路面平齐,因此可以在轨道上自由与其他交通方式共享路权的运行方式得以实现(如图1坏程度最低,因此在半封闭路权上尽管无其他车辆行驶,但许多城市还是将其作为现代有轨电车线路在市区内的主要轨道型式。以上几种轨道型式的特点比较和适用条件列于表3.9。下小节重点介绍埋入式轨道的相关技术要求。1埋入式轨道:最早的埋入式轨道可以追溯到20世纪初,铁路与道路的平交道口以及传统的路面有轨电碴的碎裂、道床的沉降等原因,使得轨道结构的稳定性难以得到保证,甚至会出现钢轨被压入路面填充物的现象,因此,埋入式的有碴轨道至今已很少被采用,取而代之的是混凝土整体道床或者基座埋入式的轨道。埋入式轨道作为路面有轨电车比较特殊的轨道结构,其轨道断面形式、轨道的固定方式等都与常规的轨道交通有所区别,并由于铺设于路面的原因,需要更高的技围的拆除轨道等养护作业。对噪音、震动控制更加严需要特别防止杂物堵塞轮缘槽的现象。以下分别介绍埋入式轨道结构需要的特殊技术条件。钢轨的类型:埋入式轨道的钢轨按照断面形状主1尽管埋入式轨道使得道路与轨顶平齐,但由于车辆行钢轨的断面直接提供了轮缘槽,因此施工时只需将钢轨埋入浇筑好的轨道槽中即可,而使用工字型钢轨必须在固定钢轨的同时,由埋入轨道槽的填充物形成轮我国大连的现代有轨电车改造工程中使用的就是槽型铺设的技术较为简单。但是槽型钢轨特殊的断面也对钢轨铸造提出了更高的要求,造价相对较高,其轮缘槽内的排水也较难处理。由填充物形成的轮缘槽内的排水较容易实现,且可提供充足的弹性,避免了槽内异物对钢轮的冲击甚至出轨的隐患;但其整体性不如槽型钢轨好,轮缘槽更易受到磨损和破坏,导致养护维修费1钢轨固定和填充物:将钢轨固定在整体道床上的受到的侧向力较大,单纯采用填充物固定的方式不能是否设置扣件固定钢轨需按照具得出:在最不利情况下,车辆按照高于该曲线处的限速值一定比例的速度通过曲线时,车轮对钢轨施加的侧向力大于填充物在钢轨两侧能够提制,在增加扣件后,覆盖扣件的填充物需有一定的厚度大半径曲线或直线路段上,钢轨受到的侧向力很小或基本不受侧向力的作用,因此无需扣件固定钢轨,直接采用填充物的固定方式。这种钢轨固定方式的一大优点是无需采取特殊的手段解决无缝钢轨的温度应力问用树脂作为填充物,因为其能满足埋入式轨道的特殊需求:(1)提供足够的抗拉、压强度,能够牢固地固定钢轨;(2)耐腐蚀性强,在钢轨的更换周期内不存在腐蚀剥落情况;(3)有良好的弹性,能够缓冲车辆的振动;(4)软硬适中,对于树脂形成的轮缘槽而言,可以使得槽内异物1被钢轮前方的排障器排出或是被车轮压入树脂之中;(5)可塑性好,便于施工的进行。目前我国对于树脂填充物的开发方面比较薄弱,而合以上要求的进口树脂价格相当昂贵,正常的树脂用量需要的费用达到了.300万元/kln(双线),因此在采用埋入式轨道结构应充分考虑用于轨道固定的树脂这部分费用,并尽3.6.2.3特殊的草坪轨道草坪轨道最近受到了欧洲众多国家的青睐。这种轨道型式是将常规的埋入式轨道的钢轨两侧的道路路面改为铺设草坪,现代有轨电车独享路权,其他机动车不可运行在草坪之上,达到了建设绿化带与现代有轨电车轨道一举两得的效果。种植的并且生长速度缓慢,无需经常修剪,抗旱能力强,无需经常灌溉。这种轨道常见的横断1这种轨道形式目前在欧洲许多城市的新建线路中被采用,它与普通埋入式轨道相比有如下优势:改善了普通大降低了车辆运行时的噪声。在实际的噪声监控测量而,这种轨道型式的造价较高,轨道养护维修及草坪的保养工作也比较繁琐,目前是否适合我国的国情,还有待于进一步的论证四、现代有轨电车与其他公交方式比较4.1与其他城市公共交通整体比较城市交通是各种交通出行需求层次的组合,不可1如地铁系统不适合所有的城市一样,现代有轨电车也快速公交方式发展至今,出现了多种型式,除去大运量电车系统等。其中应用最为广泛的是现代有轨电车系统和BRT系统,前者在欧洲受到青睐,后者主要分布于将现代有轨电车与这些公交方式比较,得出其优劣势所在,进而在可以发挥现代有轨电车优势的条件下应有的系统造价过于高昂,目前均不适合大力推广和发代有轨电车和BRT系统发展地最为广泛,且由于二者功能方面的相近,在选择快速公交方式时总会将的深度不够,对比的基础也没有统一,导致结论差异很等方面与BRT系统进行比较,其中也穿插与轻轨(l.1.21系统都可视为现代有轨电车的范畴,因此本文引用数4.2与其他城市公共交通功能比较权,不存在平面交叉口的制约,因此列车通过能力只与号控制系统可以满足%S的最小发车间隔,但1的发车间隔和在交叉口的信号优先措施,会导致信号控制中其他相位的机动车产生极大的延误,整个交通口信号周期内,不应有两辆BRT车辆到达交叉口,否则1BRT运能。现代有轨电车运能的结果,分别取三者极限情况下(超表4.3显示:在极限情况下,轻轨的运能为现代有轨电车1信号优先措施也不同,则它们的运能比较的结果将与BRT向四车口的延误,同时平均站距较大,因此其平均旅行速度比系统与LRT系统运营速度(平均旅行速度)进行了比较,速度的因素一定也存在较大差异,进而导致了如上结1少,车辆在平直线路上可以以较高的速度匀速行驶一段时间,此时系统的最高速度对平均旅行速度有一定影响。现代有轨电车的最高速度可达70knl月1,BRT系统的最高速度1Ookm/h,但是在实际线路中由于站间距的限制,同时公共交通出于安全角度的考虑,在平直线路匀速行驶时都会采取限速措施,城市内道路上RT的现代有轨电车,因此最大减速度大于现代有轨电车,但是考虑到车内乘客的舒适度,线路上正常减速行驶出,现代有轨电车与BRT车辆正常运行的加速度、减速度对于平均旅行速度的影响也基本一致。可以采取的路权形式、信号优先方式可以完全一致,1在相同的线路条件、相同的交叉口信号优先措施条件间距和客流量也相同,在此前提下,车站停靠时间主要由乘客上下车人数和车门数决定。现代有轨电车若与BRT有轨电车载客量较高、发的多,上下车的乘客数与车门数之比二者较为接近,因此供乘客上下车所耗费的时间也比较接近。车辆车门开启和关闭、车辆起步确认和预留的安全时间也应相5~30km爪但是若BRT线路站间系统制式的标准己经高于现代有轨电车,接近于轻轨1系统还是后两者时一般有较明确的制约因素—客流需较少。而现代有轨电车与BRT系统的功能十分相近,方面的竞争激烈,使交通规划者和决策者在选取快速公交方式的时候总会面临二者择一的情况,因此下文在其他的比较指标中着重将现代有轨电车与BRT系经济性比较：由于城市公共交通系统多以政府财菲,因此城市的决策者和管理者在选择一种公共交通方式的时候,一项必须考虑的因素便是项目的经济性。BRT例较少,发展处于本很少,因此在经济性比较的部分,主要采用假设线路模拟计算和总结国外资料两种方式进行比较,并尽量减少时间和地域等因素造成的经济指标的差异。经济性主要体现在固定资产投资(造价)和运营成本两个方面。14.3与其他城市公共交通造价比较BRT功能也很相近,对二者造价的比较需在满足相同的客运需求、实现相同的功能的前提下进行。由于线路状况不同,世界范围内,现代有轨电车以及BRT线路的综合造价的范围均较大,抽取的样本不同,得到的经济性指标的BRT价均存在较大的波动,但平均而言,有轨电车系统的综综合造价约为2000万美元/km,这与欧洲各城市的现1的样本在统计造价时并不将道路的建设、改造费用,交叉口及信号的改造费用等包含在造价之中,仅计算车站、车辆的费用,统计结果往往不能真实反映BRT系统的造价;而现代有轨电车的综合造价统计往往是面面俱到的,除包含所有的基础设施(正线与车辆段及工含沿线道路设施(供电、排水系统等)的改造、线路两入地对比造价,本文将假设一条快速公交走廊,分别把待比较的公交方式布设在该走廊上(具体线路条件见部分进行分析。1设与改扩建城市道路、改建和新建沿线桥梁、更新排其中一些工程虽是必须的,但是项目不仅是现代有轨电车系统自身的受益,整条道路乃至沿线市政的设施BRT系统基础设施建设费用(不包含工程前期费用,如1基建费用包括了供电工程和轨道工程,翻挖既有道路算的结论有一定的局限:(1)由于统计中未计算工程前期费用,同时对既有道路的改造规模较小,因此基建工程的造价比实际造价低;(2)与轨道工程和供电工程费用相比,其他基础设施的费用较低,导致了现代有轨电车系统的基础设施购费用。现代有轨电车采用25m长的车辆,BRT采用1如上表所示,现代有轨电车的单列车辆较昂贵,为BRT车辆的7~8倍,但是车辆的载客量较大,且使用寿命远中的现代有轨电车采购价格为进口车辆的价格,随着现代有轨电车在我国的推广,车辆国产化水平的提高,相信其价格会有大幅下降,从而使车辆采购费接近BRT和车辆采购费用的比较结果,可以得出现代有轨电车元/km(对于不同的服务水平,车辆配置数不同,同时线路的基础设施条件也参差不齐,因此造价有一定的波动范围),远低于国外建设现代有轨电车的综合造1(2)由于现代有轨电车的建设所伴随的既有道路改造工程较BRT系统更多,若仅对既有道路略作调整,通过优势。反之,一条快速公交线路对既有道路的改造工程越大,配套设BRT多出的工程费所占总造价的比例就越小,二者的综合造价就越接(3)目前,由于进口现代有轨电车价格高昂,对于客流量电车的经济性就越差。因此对于处在现代有轨电车建设初期的我国,先期规划线路不适宜太长,服务水平(主程的深入,现代有轨电车系统的车辆采购费乃至综合建设费用将逐步接近BRT系统。通过模拟计算得出的与国外的数据相比,该结论更加适合我国国情,可供交通规划者和决策者运营成本：运营成本为线路通车运行至寿命期终所支付的运营性费用,包括从事运营生产活动人员的1设备的养护维修等等[32]。在比较现代有轨电车与其他公交方式的运营成本时,需取单位运营成本作为指有轨电车的运营成本,3高于LRT,但是它们之间的差异很小;同时,大运量的城市轨道交通系统(地铁,市郊铁路)的单位运营成本要明4.4单位能耗定义及理论计算基础，与其他公共交通能耗比较单位能耗的原始含义:某种公共交通车辆运送每位乘客每公里所消耗的能量,为该车型的单位能耗,其较过程中,车辆运行所需的牵引功率可以作为能耗比耗的关系可以表达为:牵引功率x军面/乘客数=车辆运送每位乘客每公里所消耗的能量在能耗的对比分析过程中,各车型的车速相对固定,因此只需比较牵引功率定义为单位能耗的指标,以探讨现代有轨电车与橡胶析的对象为两种典型的城市轨道交通和一种公交车辆,分别为上海市轨道交通3号线车辆、斯特拉斯堡Citadis新型有轨电车和国产黄海DD6123506型客车铁系统的能耗也作为比较的对象,旨在分析现代有轨电车作为中低运量的轨道交通模式,其单位能耗接近于大运量的轨道交通,还是接近中等运量的BRT系统,从而体现出其在节约能源环节方面的优势。计算所需能耗计算不考虑坡度阻力和曲线段的阻力,只研究平引计算方式不同,载客量也不同,应按照以下方法分别1+M人)(4.1)式中:。0''一客车运行单位基本阻力,单位献【371中的常用规格轮胎滚动阻力系数的计算方法,1车,取:计算结果为了分析公共交通的满载率对于单位能耗的影响,本文分别取满载率50%75%,100%,125%,求得各个理论能耗比较(1)满载时能耗比较在相同的满载率下比较以上三种公交方式的单位能耗是必要的一前提,而满载运行是线路的运能与实际客流恰好相符的一种理想情况,可以最1有力地反映各交通方式单位能耗的大小。按照不同的车型以及不同速度分类,单位能耗见图4.4可以看出,在满载前提下,城市轨道交通类型中的大运量地铁系统比现代有轨电车的单位能耗略低,但是二者比较接近;而橡胶轮胎走行的公交车辆单位能耗约为轨道交通的4二5倍。以上结果充分体现了现代有轨电车为轨道交通方式在高利用率时的低能耗。速度对单位能耗的影响：由4.4.1中公式可知,每种车型在满载率一定的前提下,速度是影响单位能耗的唯一因素,图4.5反映了满载情况下橡胶轮胎公交车与现代有轨电车的单位能耗之比随速度的变化情况1上图表明:随着速度的增加,橡胶轮胎走行的公交车辆而言,速度对于单位能耗的影响要大于现代有轨电车,在较高速度的运行水平下,轨道交通更能体现出节能满载率对单位能耗的影响：为了表现不同满载率下能耗的变化程度,将各满载率水平下的能耗实际值与满载时能耗相比,得到相对能耗指标,作为对比分析导出,在各速度下,不同满载率的能耗的相对大小是固定的,即在不同速度时满载率对于能耗的影响作用是电车车辆)的单位能耗受满载率影响要远大于公交车(包括常规公交与BRT),这是由于轨道交通的空车质量时,公交车与轨道交通相比,满载率对于单位能耗的影m满载率50%时的能耗比100%时的能耗增加的幅度不认识较符合,轨道交通单位能耗受满载率的影响较大,但高速时公交车的能耗反而受到满载率的影响更大;实际能耗比较：以上的能耗对比分析是建立在理论计算公式的基础之上,没有考虑不同的平纵断面形态(坡度、曲线半径的大小及长度比例)及车辆操作方式(缓和式或激烈式)对能耗的影响程度,并且由于上文计算的仅为理论需要的能量值,实际中消耗的能量还素有关,因此实际能耗的数值与上文结果有一定的差BRT理基本相同,T结果显示,在额定座位满员的前提下,公交车的单位能耗为现代有轨电车的3.4倍,该结果比理论能耗的计算上表列出的为公交车与现代有轨电车车辆的每座位每公里的能源消耗,实际的单位能耗还与各公交方1由于包含了各种因素对单位能耗的影响,能耗对当然,实际的单位能耗值也存在局限性,调查的个别城市的公交车辆服务水平不同,公交的满载率差异会成电车的平均载客量都较小,是在较低满载其他方面比较1从上图可以看出,电力驱动与内燃机驱动的交通方式相比,直接排放量方面几乎为零,间接排放量方面二者各有优势,而总的温室气体和大气污染物排放量前者都远远少于后者。对于电力驱动的现代有轨电车图中的数值来源于瑞士,该国的火力发电比例不高,因此间接污染排放值较低,由于我国火力发电比例构成很高,因此现代有轨电车的间接污排放会有一定的增加,相反对于法国等核能发电利用广泛的国家,这一数大降低。但是无论怎样,采用电力驱动的公共交通方式的温室气体和大气污染物排放量都比其他公交方式少,因此现代有轨电车在环保性方面有着BRT系14.5现代有轨电车的优缺点现代有轨电车的舒适、美观性(l)现代有轨电车的及车辆的装备可能略显简陋,但是地面车站有良好的集散性,使得乘车的人方便地到达车站,下车的乘客迅同时,与BRT系统相比,沿固定的轨道进出站使得车辆现代有轨电车相同的水平。现代有轨电车在运行过程中的平稳得益于轨道结构和新的车辆技术的发展:包括轨道减振方面的改善,;悬挂系统的进步,无缝钢轨的铺设等等,使得乘客乘坐时的颠簸感大幅降低,运行噪测试条件下,布设了现代有轨电车的线路比原来运行景观的作用。这是丽的动态风景线。现代有轨电车流线型的外形以及漂亮的涂装受到市民的普遍喜爱;而有些车辆的造型设计又很独特,成为了城市的一张名片,让人一见其车便1条色彩斑斓的巨蛇穿行于道路之间,斯特拉斯堡的市次,轨道中铺设的草坪,线路两侧的树木,都是城市固定的玻璃车窗,车厢采光良好,给人通透宽敞的感受,乘客可以欣赏沿线的城市景观,这是运行于隧道内的地铁系统所不具备的。现代有轨电车的劣势须布设接触网和电杆,除增加了相关的工程费用外,还对城市产生了以下负面影响:(2)在某些特殊路段(如立交桥下),接触网限制了城来的净空标准降低;(3)单独布设的电杆会占用一定的道路空间,而与道路照明系统共用的电杆有为后期的运营、养护等作多市开发了第三轨供电的现代有轨电车系统。由于在路面上没有独立的路权,考虑到行人的安全,第三轨不能时刻保持带电状态,其工作原理为:第三轨铺设于两1条走行轨之间,由一系列的转换接触轨连接而成,每隔一段(8m)就用绝缘轨将其隔开,以保证各个区间之间完全绝缘。每个独立的区间只有当局部轨道的电力接触器接收并校验了车辆发出的微弱信号后才会加压供电,这样可以保证只有列车下方的一部分接触轨带电人触电的危险。如果供电轨的区段偶然出现故障或遇到特殊情况不能铺设供电轨,产生了该区段的电流盲虽然这种系统也存在着一定的不足,例如为防止雨水造成短路,需要投入很高的养护费用以及线路存在一定的断电率问题,但其从根本上已经解决了现代有轨电车接触网对城市的影响,相信经过技术的成熟用。基础设施的要求公交车(包含BRT)可以运行于既有道路上,对道路改造的要求较低。而现代有轨电车对基础设施的要求更大的影响。尽管该部分内容包含于造价和运营费用当1中,但对具体的线路选择公交模式的时候,必须考虑到(2)对桥梁段的不均匀沉降处理措施要求较高,因为桥头的高差对于公交车而一言仅为舒适度的影响,而对现代有轨电车则存在一定的出轨风险。(3)现代有轨电车的重量高于道路交通,因此其轨道处的路基需在原有道路路基基础上加固。(4)对于与道路交通混行的现代有轨电车线路而一言,若道路的翻修养护周期与轨道铺设的周期不同,会给后期的养护维修造成一定的困难。11概述嘉定区位于上海市的西部,是上海辐射江苏地区的1口的高速发展不协调的是,区内的公共交通尤其是大中运量的快速公交系统较为缺乏,在过去的几年里,嘉定区公共交通系统的发展相对于快速发展的道路网系号线将大大缓解与上海市区的公交衔接问题,同时改善区内沿线地区之间的公交出行条件,但由于轨道交通13、14、17号线均处于规划阶段,目前尚无确切的无法在区内形成完服务形象等方面有明显的优势,因此本文建议在这10探讨现代有轨电车应用于此条线路的关键技术条件和统分为区内和对外两个层次:对外快速公交通道和区城射线与环线换乘结合,与对外快速轨道交通线路衔接,利用现有道路断面和改造计划等各方面因素,在嘉1定区综合交通规划中提出的快速公交通道规划如图5.1所示(其中绿线为区内快速公交通道,红色虚线为对独特的制式,限制了其与区外快速公交方式直接衔接推荐实施线路主要在区内快速公交通道中选取。条线路为近期实施的项目,要求较快地投入运营以缓解区内近期面临的交通压力。考虑现代有轨电车作为试验线路在技术方面还有待完善,因此该两条近期实T有轨电车。考虑到建设周期和建设序列以及未来客流性质,综合对比嘉定区内的5条快速公交通道后,本文永盛路一伊宁路一园区路一宝安路一墨玉路,线路总公交线网规划中的一条,规划的原快速公交方式(BRT1客流另作预测,方案选取的前提是现代有轨电车系统亭老区内的少部分地区,吸引能力有限;而本条线路墨玉路段为安亭的镇中心,可以大大提升安亭老镇公交(3)沿线的土地有待于进一步开发,现代有轨电车作为快速公交系统,可以起到一定的TOD作用。本条线路若建设现代有轨电车系统,有以下几处关键路段需要论证,只有处理好这些路段的问题,现代有轨电车才在技术层面适用于本条线路。根据现场勘查的结论,这两处地道的净空高度均m工作的最低抬笔者未取得线路上跨嘉金高速的高架桥的坡度,1但根据《中华人民共和国行业标准一城市道路设计规关键区段的道路条件,选择合适的现代有轨电车车型。(3)沿线多座小桥:现代有轨电车的轨道铺设技术已经较为成熟、简化,对小桥进行较少的改造即可满足铺轨条件。既有的桥梁一道路己经经过了若干年的沉轨道伸缩节的使用,可最大程度地避免不均匀沉降对隐患和乘客的不舒适感。对于沿线